Cell：单颗粒冷冻电镜技术入门指南及突破进展
结构生物学的主要目标是，从机制上理解关键的生物学过程。研究这些过程中的大分子和复合体，确定它们的原子结构，可以得到最详细的基础信息。除此之外，获得药物靶标的原子结构也是药物开发的标准程序，人们可以在此基础上设计和优化治疗性的化合物。 不久以前，单颗粒冷冻电镜（cryo-EM）还不是大多数结构生物学家们的第一选择。2013年以前，蛋白数据库（PDB）中的绝大多数原子结构还是X射线晶体衍射获得的。而现在，单颗粒冷冻电镜已经成为了X射线晶体衍射的有力竞争者，不仅在分辨率上能够与之匹敌，还适用于难以结晶的大分子。 本期Cell杂志刊登了华人学者程亦凡（Yifan Cheng）博士的两篇文章。这两篇文章由浅入深的介绍了风头正劲的单颗粒冷冻电镜，为想要试水这一技术的新手们提供了入门指南，并且详细介绍了这一技术近年来取得的重要突破。 程亦凡是加州大学旧金山分校的副教授，他原本是物理学博士，后来改用物理学方法研究生物问题。近来，程亦凡......阅读全文
冷冻扫描电镜（CryoSEM）及制样技术
常规扫描电镜要求所观察的样品无水，而一些样品在干燥过程中会发生结构变化，致使无法观察其真实结构，用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术（Cryo-SEM）可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品，如生物、高分子材料等。样品经过超低温冷冻、断裂、镀膜制样（喷金/喷碳）等处理后，通过冷冻传输系统
冷冻电镜技术揭开重要蛋白原子结构
据物理学家组织网10月30日报道，英国科学家利用2017年诺贝尔化学奖重要成果——冷冻电镜技术，攻克了与基因表达有关的一种重要蛋白的结构难题。发表在最新一期《科学》杂志上的相关论文称，蛋白结构显示，流感病毒可与该蛋白中特定位点结合，摧毁细胞的基因表达能力，为深入研究流感、癌症等疾病打开了一扇大门
2017诺贝尔化学奖花落冷冻电镜技术
瑞典皇家科学院4日宣布，将2017年诺贝尔化学奖授予瑞士科学家雅克·杜博歇、美国科学家约阿希姆·弗兰克以及英国科学家理查德·亨德森，以表彰他们在冷冻显微术领域的贡献。 评选委员会说，科学发现往往建立在对肉眼看不见的微观世界进行成功显像的基础之上，但是在很长时间里，已有的显微技术无法充分展示分
冷冻扫描电镜（CryoSEM）及制样技术
常规扫描电镜要求所观察的样品无水，而一些样品在干燥过程中会发生结构变化，致使无法观察其真实结构，用于扫描电镜的超低温冷冻制样及传输技术（Cryo-SEM）可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品，如生物、高分子材料等。样品经过超低温冷冻、断裂、镀膜制样（喷金/喷碳）等处理后，通过冷冻传输系统放
冷冻电镜的功能介绍
冷冻电镜（Cryo-microscopy）通常是在普通透射电镜上加装样品冷冻设备，将样品冷却到液氮温度（77K），用于观测蛋白、生物切片等对温度敏感的样品。通过对样品的冷冻，可以降低电子束对样品的损伤，减小样品的形变，从而得到更加真实的样品形貌。
冷冻电镜流形嵌入方法
流形嵌入方法(Manifold Embedding)自然界的分子过程通常是连续的，比如三磷酸腺苷(ATP)合成酶等分子结构的状态变化通常都是连续的。现有的方法只能得到有限的、若干个离散的构象变化，限制了我们对于分子结构的进一步观察。而流形嵌入法则是通过将颗粒图像映射到具有特定拓扑结构的参数空间(m
冷冻电镜的发展历史
自1933年第一台透射电子显微镜被搭建以来，透射电子显微镜就是物理学家、材料学家、生物学家观测微观结构的主要手段。然而，生物样品中含有的水会导致样品无法在透射电镜高真空的环境下保存，而且生物样品会受到电子束强大的辐射作用变质。虽然人们一度利用脱水、固定、染色的方式来制作样本进行观察，但生物学家希望能
冷冻电镜Xray
X-ray的技术问题十年前就已经基本解决了，剩下的就是生物狗们怎么长晶体。而现在的冷冻电镜就如十五年前的X-ray，搞技术的人都涌进了这个领域，冷冻电镜的潜力还没有被彻底挖掘，个人感觉还会再火一阵。冷冻电镜目前的局限在于只能做比较大的蛋白复合物，一般至少要300KD以上才比较好做，否则蛋白太小，电镜
冷冻电镜的工作原理
透射电镜的总体工作原理是：由电子枪发射出来的电子束，在真空通道中沿着镜体光轴穿越聚光镜，通过聚光镜将之会聚成一束尖细、明亮而又均匀的光斑，照射在样品室内的样品上；透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息，样品内致密处透过的电子量少，稀疏处透过的电子量多；经过物镜的会聚调焦和初级放大后，电子束进入下
冷冻电镜的当今应用
从高中生物课本中，我们了解到，蛋白质是由多种氨基酸通过脱水缩合构成的具有复杂空间结构的生物大分子。每一种氨基酸，都因由其R基的不同，从而有了不同的空间结构。科学家们就可以观测这种空间结构，从而确定该位置上氨基酸的种类。蛋白质的复杂结构普通的荧光显微镜下，我们只能观察到蛋白质的粗略影像。而通过冷冻电镜
冷冻电镜发展过程
冷冻电镜发展过程冷冻电子显微镜技术（cryo-electron microscopy）是在20世纪70年代提出的，早在20世纪70年代科学家们就利用冷冻电镜研究病毒分子的结构，首次提出了冷冻电镜技术的原理、方法以及流程的概念。到了20世纪90年代，随着冷冻传输装置、场发射电子枪以及CDD成像装置的出
南科大冷冻电镜中心揭牌，中国最大的冷冻电镜设施中心
2018年11月19日，南方科技大学冷冻电镜中心揭牌仪式在南科大生物楼举行。2017年诺贝尔化学奖获得者、冷冻电镜技术开创者之一Richard Hendersen，深圳市发改委副主任蔡羽，南方科技大学校长陈十一，中国科学院院士隋森芳等出席仪式。揭牌仪式现场 南科大冷冻电镜中心是深圳市政府出资、
北大冷冻电镜技术接连发表Nature，Nature－Communications文章
蛋白酶体是细胞中用来调控特定蛋白质的浓度和清除错误折叠蛋白质的主要机制的核心组成部分，是细胞中最普遍的不可或缺的大型全酶超分子复合机器之一，也是迄今为止发现的最大的蛋白降解机器。 北京大学物理学院/定量生物学中心毛有东课题组致力于新兴冷冻电镜技术方法的发展，将之用于结构生物学、生物物理、化学生
冷冻电镜成像技术促药物研发进入新时代
科学家们用冷冻电镜（cryo-EM）成像了代谢酶与其抑制剂的结合，获得了空前的高分辨率。他们认为，这种技术将为药物研发带来一场革命。 了解一个酶与药物结合时的精确结构，就可以更好的设计药物来阻断或者增强酶的活性。美国国立癌症研究所NCI（隶属NIH）的Sriram Subramaniam博士领
冷冻电镜技术及其在生命科学中的应用
冷冻电镜技术及其在生命科学中的应用如下：电镜技术在生命科学中的应用已有六十多年的历史，为生命科学在形态结构方面的研究带来了一场革命，突触(synapse)的发现就是一个典型的例子，它结束了自十九世纪末至二十世纪五十年代近半个世纪有关神经元之间是否有直接联系的神经生物学世纪之争。生命科学常规电镜技术需
TN01－单颗粒技术SPOS与激光衍射技术比较
虽然激光衍射法作为一种流行的粒子大小分析技术，在很多方面有着非常广泛的应用，但是没有一种方法可以应用于所有的样品测试。我们将通过这篇技术文稿向大家介绍一种新的粒度检测方法-单颗粒光学传感技术，介绍其与激光衍射的区别以及相比激光衍射方法的优势。 单颗粒光学传感技术（SPOS）的简介
研究提出基于弱监督学习的冷冻电镜颗粒挑选新方法
生物大分子的结构与功能随着细胞生理状态的变化而不断进行动态调整。原位结构生物学是在接近自然生理状态下研究生物大分子结构和功能的科学。原位冷冻电镜技术（Cryo-ET）以高分辨率和在接近生理条件下观察样品的特点，成为原位结构生物学研究的关键手段。原位冷冻电镜的技术流程涉及样品制备、数据采集、电子断层重
研究提出基于弱监督学习的冷冻电镜颗粒挑选新方法
生物大分子的结构与功能随着细胞生理状态的变化而不断进行动态调整。原位结构生物学是在接近自然生理状态下研究生物大分子结构和功能的科学。原位冷冻电镜技术（Cryo-ET）以高分辨率和在接近生理条件下观察样品的特点，成为原位结构生物学研究的关键手段。原位冷冻电镜的技术流程涉及样品制备、数据采集、电子断
大型透射电镜和冷冻电镜的简介
大型透射电镜 大型透射电镜（conventional TEM）一般采用80-300kV电子束加速电压，不同型号对应不同的电子束加速电压，其分辨率与电子束加速电压相关，可达0.2-0.1nm，高端机型可实现原子级分辨。 冷冻电镜 冷冻电镜（Cryo-microscopy）通常是在普通透射电镜
冷冻电镜的发展前景
王宏伟教授表示，虽然冷冻电镜领域的研究获得了诺贝尔奖，但这绝不意味着有关冷冻电镜的研究走到了尽头。在未来，冷冻电镜的发展需要更多的学科交叉。基于物理学，我们可以得到更多分子结构的解析手段；基于计算机科学，我们可以开发新的结构解析算法并解决超大规模计算的需求；基于化学与生物化学，我们可以分离并标记重要
冷冻电镜三维重构
摘要：冷冻电子显微学从创立到现在已发展成为确定蛋白质分子，蛋白质复合物和细胞器结构的一种有效、的方法这表现在三位冷冻电镜技术的不同方面。这主要包括适合于显微镜真空环境的样品制备条件，减少辐射损伤的策略，提高未经染色的电子显微像的信躁比的方法和二位投影三位重构的不同方法。冷冻电镜通过高压快速液氮冷冻的
冷冻电镜三维重构
三维重构做过TEM的小伙伴都知道，透射电镜得到的是二维投影图像，要得到三维的结构，就要通过一系列建模、变换，这个过程就是三维重构。上面提到的第3位诺奖得主Joachim Frank就是和他的合作者建立了非对称颗粒从二维投影到三维结构的方法（随机圆锥倾斜法），奠定了冷冻电镜单颗粒三维重构的基本原理，如
冷冻电镜模型重构和优化
模型重构和优化模型三维重构的基础是中心截面定理，重构过程中的关键问题是如何确定每个颗粒图像的空间角(orientation determination)。大多数模型重构和优化算法都是基于投影匹配(projection matching)的迭代方法。简单说就是，先利用粗糙的三维结构模型，进行投影得到参
冷冻电镜使用费用
冷冻电镜大数据收集使用费校内(元/24小时)4000 耗材自理 。基于结构的药物发现(Structure-based drug discovery, SBDD)是设计和优化创新药的必要方法。本篇综述将深入探讨冷冻电镜(cryo-EM)在SBDD领域中的快速崛起及它的主要作用，以及阐释它如何为高价值药
冷冻电镜的原理及应用
冷冻电镜全称冷冻电子显微镜（Cryoelectron Microscopy），简单理解为用电子显微镜去观察冷冻固定的样本，得出清晰三维结构。可实现直接观察液体、半液体及对电子束敏感的样品，如生物、高分子材料等。样品经过超低温冷冻、断裂、镀膜制样（喷金/喷碳）等处理后，通过冷冻传输系统放入电镜内的冷台
冷冻电镜揭开表面看实质
揭开表面看实质冷冻电镜对更为复杂的结构并没有很好的处理方式，在一些分子量比较大，包含多层的病毒结构研究中，一直没有高分辨率的三维模型，这也是由于病毒普遍具有对称失配的特性，基因结构被壳体完全覆盖，无法通过二维图形处理的方式对内部结构直接进行重构。刘红荣教授通过改进衬度分离方法展示出了解决该类问题的
Nat－Struct－Mol－Biol：冷冻电镜技术揭示RNA降解新通路
2013年12月15日，清华大学生命科学学院王宏伟教授课题组在《Nature》子刊《Nature Structural and Molecular Biology》在线发表题为“Visualization of Distinct Substrate Recruitment Pathways
我国科学家用冷冻电镜来研究生物大分子的动态结构
冷冻电镜（cryo-EM）单颗粒分析技术已经成为结构生物学众多结构解析方法中异军突起的一支，在膜蛋白的结构解析中更是发挥着与日俱增的作用。目前的冷冻电镜单颗粒技术已经能较容易地将分子量大于300千道尔顿且生化性质稳定的蛋白质解析至近原子分辨率（约3 埃水平）。但由于小分子量蛋白质（一般为小于20
科学家拓展冷冻电镜解析生物大分子结构的分辨极限
冷冻电镜（cryo-EM）单颗粒分析技术已经成为结构生物学众多结构解析方法中异军突起的一支，在膜蛋白的结构解析中更是发挥着与日俱增的作用。目前的冷冻电镜单颗粒技术已经能较容易地将分子量大于300千道尔顿且生化性质稳定的蛋白质解析至近原子分辨率（约3 埃水平）。但由于小分子量蛋白质（一般为小于20
基于冷冻电镜的MicroED技术可快速测定小分子结构
加州大学洛杉矶分校和加州理工学院的合作研究团队称，他们能够利用微电子衍射（MicroED）技术，在短短30分钟内获得小分子的结构，如某些激素和药物。 加州大学洛杉矶分校和加州理工学院的合作研究团队称，他们能够利用微电子衍射（MicroED）技术，在短短30分钟内获得小分子的结构，如某些激素和药